田湾核电站常规岛系统培训教材VVER

1、田湾核电站VVER系统和运行第三部分 常规岛部分第一章 二回路热力系统简述第二章 汽轮机的结构第三章 二回路蒸汽系统3.1 主蒸汽系统 LBALBU 3.2 汽机旁路系统 MAN 3.3 厂用蒸汽系统 LBG 3.4 汽水分离再热系统 LBJLBBLCSLCT 3.5 汽机轴密封系统 LBW 第四章 给水加热系统4.1 4.1凝汽器工作原理4.2 凝结水系统 LCA 4.3 低压加热系统 LCC 4.4 主给水系统 LAALABLAC 4.5 辅助给水系统 LAJ/LAH 4.6 高压加热系统 LAD 第五章 汽轮机和发电机辅助系统5.1 发电机结构5.2 汽轮发电机组润滑油系统 MVA5.3

2、 汽轮发电机组顶轴油系统 MVL 5.4 汽轮发电机组液压控制系统 MAX 5.5 发电机定子冷却水系统 MKF 5.6 发电机氢气冷却系统 MKG 5.7 发电机轴密封系统 MKW 第六章 二回路辅助系统6.1 凝汽器真空系统 MAJ6.2 二回路设备冷却水系统 PGB6.3 汽轮机疏水系统 MAL6.4 凝结水和疏水收集（回收）系统 LCM6.5 汽轮机抽汽通道电磁控制逆止阀凝结水供应系统 LCX6.6 汽轮机抽汽 LBQ LBS6.7 循环冷却水机械过滤系统 PAA6.8 循环水系统PAC第七章 田湾核电站电力系统介绍第一章 二回路热力系统简述1.1 二回路主要设备二回路主要设备包括：蒸

3、汽发生器二次侧、汽轮机、发电机、凝汽器、汽水分离再热器、一级和二级凝结水泵、低压加热器、除氧器、主给水泵和高压加热器等。田湾核电站一期工程安装两台列宁格勒金属制造厂生产的额定功率为1000MW、全速、单轴（一个双流高压缸和4个双流低压缸）、八排气、中间去湿再热机组。主要技术参数如下：汽轮机额定转速 3000r/min核岛热功率 3012MW汽轮机额定功率 1060MW高压缸阀前新蒸汽的额定压力(绝对 ) 5.88Mpa高压缸阀前新蒸汽的额定温度 274.3高压缸阀前新蒸汽的额定干燥度（湿度，） 0.995(0.5%)冷却水温度：设计温度 18最大允许温度 331.2 汽轮机热力流程汽轮机热力流

4、程由蒸汽发生器（二回路侧）、汽轮机、冷凝器、两级凝结水泵、凝结水精处理装置（机组除盐装置）、轴封加热器、四级低压加热器，除氧器、给水泵和两级高压加热器组成，在正常运行工况下对主凝结水和给水进行回热加热。从蒸汽发生器来的蒸汽（P=6.27MPa,T=279oC）沿着四根管道供到四个汽轮机前的高压阀组（CPK）。每个高压阀组由一个截止阀和一个460mm的调节阀组成。蒸汽通过截止阀和调节阀沿着四根内径为600mm的管道进入汽轮机的高压缸。第二、第三、第四级叶片后的部分蒸汽分别被抽到6号高压加热器、5号高压加热器和厂用蒸汽集流管。高压缸的排汽除部分送入4号低压加热器外，主要部分直接沿着四根直径为160

5、0mm的蒸汽管道送到汽水分离再热器进行汽水分离和再热。从主蒸汽母管来的新蒸汽对高压缸排汽进行单级再热。再热后的蒸汽经低压阀组沿着八根直径为1200mm的管道进入低压缸。从低压缸做功后的蒸汽排至凝汽器中被冷凝，冷凝水经凝结水泵被送到机组除盐装置、轴封加热器、低压加热器。冷凝水在除氧器中(P=0.84MPa)被加热到172oC，再由给水泵送至两级高压加热器加热，和LCS系统疏水混合后，温度达217.6 oC的给水被送至蒸汽发生器。在每个低压缸第四级后的部分蒸汽被分别抽到4台1号低压加热器；在3号低压缸和4号低压缸的第三级后的通道中的部分蒸汽抽到混合式2号低压加热器；在1号低压缸和2号低压缸第一级后

6、的通道中的部分蒸汽抽到3号表面式低压加热器。为尽可能满足提高机组效率的要求，回热系统疏水采用逐级自流地方式，即6号高压加热器的疏水排到5号高压加热器的汽室，然后与5号高压加热器的疏水一起进入除氧器。4号低压加热器的疏水与汽水分离再热器的分离液一起送入主凝结水系统。3号低压加热器的疏水到2号低压加热器，1号低压加热器的疏水通过一个水封到凝汽器。回热系统满足最大可靠性要求，运行方便，布置简洁，并使汽轮机组具有较高的热效率。1.3 二回路主要工艺系统1.3.1 主蒸汽系统1.系统功能1）正常运行时，将蒸汽发生器产生的蒸汽引入汽轮机高压缸和汽水分离再热器的再热段；2）汽轮机低负荷运行或停机时，向除氧器

7、和其它辅助蒸汽系统提供蒸汽；3）在汽轮机甩负荷时，汽轮机旁路系统投入运行，主蒸汽经旁路排入凝汽器，并在其中冷凝；4）当反应堆工作，汽轮机甩负荷时，如果凝汽器发生故障，将主蒸汽通过快速释放阀向大气排放；5）当主蒸汽管道破裂时，用主蒸汽隔离阀将蒸汽发生器与主蒸汽管道隔离。2.系统描述在蒸汽发生器出口设有主蒸汽母管，以均衡各主蒸汽管道的压力。四根主蒸汽管道将四台蒸汽发生器产生的蒸汽经过主蒸汽快速隔离阀、主汽门和调节汽门送入汽轮机高压缸。主蒸汽母管上还接有六条支路，其中两条为汽轮机旁路，作用是将主蒸汽引入凝汽器；另三路在低功率时向厂用蒸汽用户提供蒸汽；另一路供向汽水分离再热器供应加热蒸汽。 主蒸汽安全

8、阀用于防止主蒸汽管道压力过高而引起破管。大气释放阀用于排放电厂事故工况下的不平衡蒸汽，以减少蒸汽压力的波动。快速隔离阀用于当主蒸汽管道破裂时，快速隔断蒸汽发生器和主蒸汽管道。1.3.2 汽水分离再热系统1.系统功能1）.正常运行时，将高压缸排汽引入汽水分离再热器，进行汽水分离和再热，然后将有微过热度的蒸汽引入低压缸做功；2）.甩负荷时，用低压主汽门将汽水分离再热器与低压缸隔开，以防止机组超速；3）.把汽水分离再热器分离出来的疏水汇集到分离液收集箱，然后送到主凝结水系统，事故时送到凝汽器；4）.把汽水分离再热器再热段的凝结水汇集到凝结水收集箱，然后通过液力传输泵打入6号高压加热器后的主给水管道，

9、水泵出现故障时凝结水自流到凝汽器。2.系统描述高压缸排出的湿蒸汽经过四根对称布置的蒸汽管道分别进入四个汽水分离再热器，在汽水分离再热器前的每一根湿蒸汽管道上都装设防止水份进入的去湿装置（预分离器）。湿蒸汽从汽水分离再热器的底部进入，先通过起分离作用的隔板将水分离出来，干燥的蒸汽进入再热器加热成微过热蒸汽，然后通过低压主汽门和调节汽门进入低压缸。每台汽水分离再热器的分离液通过水封排入分离液收集箱，然后由泵打入4号低压加热器后的主凝结水管道。而加热新蒸汽的凝结水先排入凝结水收集箱，然后由液力驱动泵打入6号高压加热器后的主给水管道。1.3.3 凝结水系统1.系统功能1）利用一级凝结水泵将凝汽器中的凝

10、结水送到凝结水精处理系统，经过精处理后用二级凝结水泵经过低压加热器送到除氧器；2）冷却汽轮机轴封蒸汽，回收热量和介质；3）供应汽轮机旁排装置冷却水；4）供应低压缸排汽口温度过高时用的降温冷却水；5）接收低压加热器疏水；6）供应真空密封水。2.系统描述主凝结水从凝汽器热井用一级凝结水泵升压后通过轴封冷却器和凝结水精处理装置。凝结水经净化后进入1号和2号低压加热器，然后通过二级凝结水泵升压，送到3号和4号低压加热器，最后送到除氧器。4台1号低压加热器并列布置在凝汽器中，并配有旁路；3号和4号低压加热器也配有旁路。1、3、4号低压加热器为表面式，2号低压加热器为混合式。凝汽器中的水位和2号低压加热器

11、中的水位由一级凝结水泵后的调节阀组来控制，除氧器中的水位由二级凝结水泵后的调节阀组来控制。1号低压加热器的疏水通过水封排入凝汽器，3号低压加热器的疏水自流到2号低压加热器，在2号低压加热器中疏水和主凝结水混合后由二级凝结水泵泵入主凝结水管。4号低压加热器的疏水和汽水分离再热器分离段的疏水混合后，由疏水泵打入4号低压加热器后的主凝结水管道中。1.3.4 给水系统1.系统功能1）对凝结水进行除氧处理，使给水中的氧气和二氧化碳的含量低于设计的要求；2）在机组非正常运行工况或事故工况下供给蒸汽发生器给水；3）加热给水；4）在机组正常运行工况下维持蒸汽发生器水位在既定的范围内；5）当一回路向二回路泄漏或

12、主给水/主蒸汽管道发生破裂时停止向故障蒸汽发生器供水。2.系统描述除氧器与5台25的电动给水泵相连，每台泵出口均设有至除氧器的再循环管道，用于在机组启动或变工况小流量时，保证给水泵能稳定可靠地运行。给水由给水泵从除氧器送到高压加热器，然后通过Dn500的联箱后沿四根Dn400的管道流入蒸汽发生器。送到蒸汽发生器中的给水温度，正常运行时为217.6，当急剧减负荷和高压加热器解列时，进入到蒸汽发生器的给水的最低温度为175。为了保证高压加热器解列时，给水能进入蒸汽发生器，设置了高压加热器液动旁路系统。高加液动旁路的工作原理是：在给水系统正常运行时，从给水泵出口来的给水经过高加装置将给水进一步加热到

13、217.6然后送入蒸汽发生器，当因为各种原因（例如高加内部管板泄漏等）导致高加水位高二值时，高加液动旁路保护水系统的电磁阀联开，高加联成阀动作关闭，高加解列，给水走高加液动旁路进入蒸汽发生器。1.3.5 回热抽汽系统高压加热和低压加热系统1.系统功能1）高压缸的抽汽或排汽作为5、6号高压加热器、厂用汽和4号低压加热器的加热汽源；2）低压缸的抽汽作为1、2、3号低压加热器的加热汽源；2.系统描述汽轮机为一个双排汽高压缸和四个双排汽低压缸同轴结构，高压缸有三级抽汽，低压缸各有三级抽汽。在机组正常运行工况下，6号高压加热器加热蒸汽的疏水自流到5号高压加热器，5号高压加热器的疏水自流到除氧器或凝汽器（

14、在启动工况或小负荷工况下）；5号、6号高压加热器壳侧的不凝结气体都定期排到凝汽器。为防止高压加热器壳侧水位升高，在抽汽管道上装设了快速隔离阀。当高压加热器被切断时，给水沿Dn500的旁路通过。四台1号低压加热器分别安装在四个凝汽器的喉部，其疏水通过水封流入凝汽器。2号低压加热器是混合式，与1号低压加热器成对配置，3号、4号低压加热器都有旁路，能保证任何一组加热器切断时，反应堆功率不降低。3号低压加热器加热蒸汽的疏水自流到2号低压加热器，在2号低压加热器内部，与主凝结水混合。4号低压加热器的疏水流入汽水分离再热器分离液收集箱后由疏水输送泵泵入4号低压加热器后的主凝结水管道中。1.3.6 汽机旁排

15、系统1.系统功能1）允许紧急停堆或大幅度甩负荷时，避免一回路过热和二回路主蒸汽安全阀和快速释放阀(BRU-A)动作，并维持一回路平均温度在规定值内；2）在反应堆启、停过程中（反应堆余热导出系统JNA未投入或已退出）导出堆内热量。2.系统描述该系统采用8个新型液动快速旁排阀，开启时间为2秒，每个阀的出力为450t/h，即汽轮机旁排系统出力为3600t/h,约为蒸汽发生器额定出力的60。每个凝汽器上安装有2个旁排阀，故出口管道极短，直径小，可防止震动，也便于布置。1.3.7 循环冷却水系统（即三回路系统）主要功能是向凝汽器提供冷却水，确保汽轮机凝器汽的有效冷却。循环水是海水，流经凝汽器冷却管之后，

16、循环水经由排水隧道排至海中。图见：LYG-9-PD22-23-10300000-DG-0312-S第二章 汽轮机的结构2.1 汽轮机结构概述汽轮机是由缸体和轴两部分组成。汽轮机的缸体以水平中分面为基准分成上缸和下缸两部分，上下缸体通过法兰连接在一起。在缸体的内表面固定安装有多个隔板，隔板也以水平中分面为基准分成上隔板和下隔板，下隔板安装在下缸体上，上隔板安装在下隔板上，我们通常称隔板为静叶栅。汽轮机的轴是一个带许多凸肩、两端有联轴器的圆柱体，我们通常称之为转子。在转子上安装有多个轮盘，轮盘一般是用红套法套在轴上或者与轴整体铸造而成，在轮盘的轮缘上安装有许多动叶片，通常称动叶片为动叶栅。一般而言

17、，静叶栅和动叶栅是一一对应的，蒸汽进入汽缸后先经过静叶栅，在静叶栅介质通道内绝热膨胀，流速增加，然后经过动叶栅，在动叶栅内膨胀作功，然后又经过另一组静叶栅和动叶栅，这样将蒸汽的热能转化为动能冲动汽轮机转子旋转。我们通常将每一组静叶栅和动叶栅称为汽轮机的级。一般而言，汽轮机都是由许多级组成，我们称之为多级汽轮机。图2.1-1是一张多级汽轮机结构示意图。多级汽轮机的第一级喷嘴一般是装在汽轮机汽缸上的喷嘴室中，其它级的喷嘴是装在各级的隔板中。从汽轮机第一级至末级，喷嘴叶栅和动叶栅的直径逐级增大，这是因为蒸汽逐级膨胀时其容积增大。从蒸汽发生器来的蒸汽经过主蒸汽阀组、电动主汽门、汽轮机主汽门、调门后进入

18、第一级喷嘴，然后逐级膨胀作功，并在每级中保持一定的压力，最后在汽轮机末级作功成为低温低压的蒸汽后排入凝汽器,在凝汽器内部蒸汽经过扩容、冷却凝结成水。在汽轮机的轴端和隔板上都装有汽封齿。轴端汽封齿的作用主要是为了防止汽缸内的蒸汽外泄（高压缸）或者为了防止空气漏入汽缸（低压缸），在汽缸的轴端布置有轴封腔室，轴封腔室与汽轮机的轴封系统相连接，在汽轮机冲转前15分钟左右时（冷态启动）投入轴封系统。隔板上的汽封齿的作用主要是为了减少级间的漏汽损失。汽轮机有4个低压转子和1个高压转子，这些转子间都是通过刚性联轴器联结，在图2.1-1的右端，汽轮机转子与发电机的转子通过刚性联轴器相联接。一般而言，汽轮机的高

19、压缸、低压缸都采用双层缸结构，一方面可以减少缸体的重量、减少材料、简单制造工艺，另一方面在内外缸之间可以形成一个隔热层，避免高品质热量的损失，同时可以保证外缸体外表面温度低于45，便于运行、检修人员进行各项工作。在低压缸上布置有安全门，它可以在低压缸内部形成正压时动作从而保护低压缸。在低压缸上还布置有低缸喷冷管，它可以在排汽缸温度高于80对其进行喷水冷却。在汽轮机的汽缸上布置有多级抽汽口，将汽轮机中的蒸汽抽出到高加、低加、除氧器中加热凝结水和给水，从而提高二回路热力循环的热效率。汽轮机的动叶片是一个一个的装在汽轮机转子的轮盘上，动叶片的叶根有T形和枞树形两种形式，在动叶片的顶端有围带和拉筋，围

20、带和拉筋的作用主要是加强叶片的刚度、减小叶片的振动。在低压缸叶片上有去湿口，它可以去掉湿蒸汽中的水滴，避免水滴对叶片的冲击造成的损害。通常在用海水作循环水的机组中，低压缸的末级叶片采用钛合金材料，避免海水中的cl对不锈钢材料的腐蚀。不同类型的汽轮机的支撑方式不同，但是一般都是外下缸体通过猫爪支撑在汽轮机两端的轴承座上，内下缸通过键槽支撑在外下缸缸体上，而内上缸和外上缸通过法兰、螺栓分别与内下缸、外下缸联结。同时在汽轮机的缸体内还布置有横销、竖销以及立销，这些滑销起着引导缸体受热膨胀的作用，我们通常将横销和竖销的交叉点称为汽缸的死点，这样汽轮机在启动、运行过程中汽轮机缸体就沿着以死点为基准向两端

21、膨胀，从而避免缸体因受热膨胀导致汽轮机动静部分摩擦破坏设备。汽轮机的转子支撑在缸体两端的轴承座上，轴承座通过底部的滑块支撑在轴承座下方带滑槽的平台上。这样在汽轮机受热膨胀时缸体可以推动轴承座向前滑动。在汽轮机的整个轴系上，为了控制好汽轮机转子的受热膨胀方向，通常除了径向轴承支撑着转子外还有一个径向止推轴承，我们称之为推力轴承，我们称推力轴承所在位置为转子的死点，在转子受热膨胀时以推力轴承为死点向两端膨胀。汽轮机在启动、运行过程中，汽缸和转子都要受热膨胀，我们称转子膨胀值与汽缸膨胀值之差为胀差，胀差值可以为正值也可以为负值，我们利用监视胀差值来监视汽轮机动叶片与隔板之间的间隙，控制汽轮机的升温速

22、度，避免汽轮机的动静碰摩。一般就地布置有胀差表。在轴承座的内部布置有监测汽轮机振动的加速度传感器，它主要是利用监测轴承的振动或者监视轴瓦的振动来了解汽轮机轴系的振动情况。另外，在汽轮机的某个轴承座内还布置有监视汽轮机的轴向位移、大轴偏心度的传感器。我们利用监视汽轮机的胀差、轴向位移、大轴偏心度来综合分析、判断汽轮机的运行状况，控制汽轮机启动、停机时的升温速度。一般大功率汽轮机都装有电动机传动的盘车装置，它通过齿轮与汽轮机高压转子上的齿形半联轴器啮合带动汽轮发电机组的转子以16rpm的速度低速旋转，它的主要目的就是为了防止汽轮机在启动或者停机期间汽轮机的转子上下部分受热不均造成大轴变形。在汽轮机

23、启动前和汽轮机正常运行时，盘车装置是脱开的。汽轮机还带有顶轴装置，在汽轮机盘车投运期间，顶轴装置必须投运，它通过顶轴油泵输出高压油，经过一套分配阀后进入各轴承底部的顶轴油孔内利用油压将汽轮机转子顶起，避免在盘车状态时转子与轴瓦间的干摩擦。在汽轮机转速达到1200rpm后顶轴装置可以停运，因为此时高速旋转的转子与轴瓦间可以形成油膜。要保证汽轮机正常运行，发出所需的功率，保持所需的转速，汽轮机还需具有调节系统、保护系统和相应的油系统等。(1) 蒸汽分配为了组织向汽机供蒸汽，使用的蒸汽分配系统分为两种类型：节流蒸汽分配和喷嘴蒸汽分配。节流蒸汽分配：此时进到汽机的全部蒸汽都通过节流阀。图2.1-2示出

24、一个阀门，实际上同时打开的阀门数可以是任意的。例如核电厂用1000MW汽机有四个调节（节流）阀。根据汽机的功率，阀门处于不同的位置（当N=100%N额定时，阀门全打开）。从热力过程图上可看出，阀门全打开时，阀门后的压力P0和阀门前的压力P0相差无几。线AB和常焓线相符合，并描绘了调节阀中的节流过程（BC线为蒸汽在汽机中的膨胀过程）。如果调节阀关上，则过程用ABC线来描绘。在此情况下汽机中的热降H0变小了，即由于节流的作用，蒸汽丧失了部分作功能力。喷嘴蒸汽分配：这对通过调节阀的依次开启，从而达到增加流经汽机蒸汽流量。图2.1-1 多级汽轮机结构示意图图2.1-2 蒸汽分配类型图（上图：节流蒸汽分

25、配，下图：喷嘴蒸汽分配）每个阀门将蒸汽导至自身的喷咀组。为了增加蒸汽的流量，首先慢慢地打开第一个阀门，像在节流蒸汽分配中那样、在其中进行蒸汽节流，第一个阀门全打开后（这时在阀门前、后的压力拉平）开始打开第二个阀门、接着第三个，等等。喷嘴蒸汽分配的优越性：在部分负载情况下，不是所有阀门都打开，只是部分蒸汽进行节流。但为了实现喷咀蒸汽分配，通常汽机第一级为调节级，它通过调节阀门的开度来调节汽机功率的变化。输送蒸汽至第一级将会降低该级工作的可靠性，特别是在使用饱和蒸汽时。基于这一原因，对核电厂用的首批汽机上喷咀蒸汽分配改换为节流的。节流蒸汽分配较为简单，具有足够的可靠性和调节阀门全开工况下具有高的经

26、济性，因此在核电厂汽机中使用这种蒸汽分配的方法。在蒸汽分配方案中，还有一些其他的类型（如环行的），在现代汽机中未得到广泛的应用，不予探讨(2) 通流部分、轴系决定汽机可靠性和经济性的基础是通流部分，其重要的部件除喷嘴叶片外还有动叶片，其断面形成工作栅。在它们的通道中蒸汽流能量转换成汽机轴功率。转子包括半联轴节和与轴承套配合用的轴颈，止推轴承轴环，轴承内设有挡油环用于油密封（防止油从轴承漏出）。考虑到旋转时较大的离心力和扭力矩作用于转子，所有大功率汽轮机组的转子均作成双流、对称型式的。它们可以作成下列类型：组装的、焊接的以及全锻转子。组装式转子由分段轴所组成，其上从两端嵌套上圆盘，端部密封轴衬和

27、其它零件。焊接转子由单个圆盘和端部做成，它们之间接专门工艺进行焊接。全锻转子将轴和它上面的圆盘由一个锻件制作。这样的转子差不多总是作成带有中心孔，因为在浇注毛坯时，正是在这一区域集中有有害杂质和缺陷。开孔使得能进行金属中缺陷的探伤。各类型转子结构具有各自的优点和缺点。对汽机K-1000-60/1500/2，采用焊接转子。和全锻转子相比，它们具有很大的刚性。(3) 轴承轴承用作固定转动轴系的位置，为保证汽机机组可靠、经济地工作，在汽机中只有使用滑动轴承。根据轴系中转子的数目，汽轮机机组可有三个到十二个径向轴承以及通常一个止推轴承。径向轴承接受并传递给定子部件下列一些径向负载：轴系自身重量，不平衡

28、的离心力和气流推动力，这些力是在汽机通流部分和密封处产生的。轴承结构应保证通流部分和密封处留有小的间隙。同时，它们应排除在通流部分有径向卡住的可能。径向轴承（图2.1-3）由本身也是轴承部分的轴衬和壳体所组成。轴颈1位于轴衬2的巴比合金衬层10上。油沿通道9供入，油在轴颈和巴比合金衬层之间通过，形成油膜。轴在油膜上旋转，废油经轴与轴衬之间和端面间隙流至轴承壳（油箱）7。为了准确的安装轴颈，使用3个下部制动块8，为了将轴衬紧压到轴承壳上，使用制动垫块6，在轴承盖上安装有事故油容器4，沿管道不断的将油注入容器。多余的油沿溢流管3流到轴承壳内。在泵停止向轴承供油的情况下，由容器4供油一些时间。当转子

29、不转动时，轴颈支撑在下轴衬的巴比合金上，即在这一时刻，轴颈和巴比合金之间存在金属（直接）接触。巴比合金是抗磨易熔合金，在温度约为115时它开始变软。如果考虑经轴承有不间断的油流，正如图2.1-3指明的那样，并且缓慢地转动轴承，例如像顺时针方向，则在这一时刻将存在半干摩擦，在增加转速时轴颈将吸住粘附其上的油层。在一定的转速下发生轴的浮起，这是由于形成稳定的油膜，后者称轴颈和巴比合金层之间的油楔。因此，轴颈转动，碰不到巴比合金衬层，因而它最大的磨损发生在转速小时。因此，现代汽机装备液力顶轴装置。为此，在轴承（轴衬）下部开一些小孔，由专门泵通过孔供油，压力为46MPa。在油作用下转子抬高（浮起）50

30、 ，以保证由盘车装置使其转动的可能性，并可减少巴比合金衬层的磨损。推力轴承受作用于汽机轴系的合成的轴向应力，一般采用扇形推力轴承（图2.1-4）。由两个一半1和2组成的轴衬内安放环3。在它的上面安有推力制动块5（扇形装置）。汽机轴上安有推力盘4（轴环），其端头邻接衬有巴比合金的推力制动块表面。向推力制动块供油，油充满整个轴衬，因此挡油环是在油浴中转动，并以轴向应力向制动块施压。在挡油环和衬块之间形成承力油膜，该油层在轴承正常工作时可避免金属接触。推力轴承安在高压缸和低压缸1之间的壳体中（在2轴承上）。在汽机中径向轴承和止推轴承一起放在高压缸和低压缸2之间。所研究的汽机的止推轴承是可抽出的（某些

31、汽机带有内装式轴承，即它们和汽缸壳体连成一体）可抽出轴承的壳体支撑在基础的专门的横梁上。低速汽机的止推轴承推力瓦块的数量为8个，它们安放在5个支承点上。1轴承上除了辐承外，还放有：调节系统的脉冲泵、转子转速探头，安全自动装置部件以及其他装置。图2.1-3 径向轴承图2.1-4 推力轴承(4) 盘车装置在高压缸和低压缸-3之间的联轴器上安有盘车装置。在停止向汽机供汽后和冷汽机启动前用该装置以低速（1-6rpm）转动汽机转子。盘车装置由电动机和蜗杆减速器所组成。减速器输出轮和汽机半联轴器齿形齿圈啮合在一起。如果在停供蒸汽后笨重的未变冷的汽机转子停止不动时。则由于转子上部和下部的不均匀降温，会使其发

32、生弯曲。在汽机启动时转动部分会和静止部分卡在一起而损坏。当汽机达到一定转数时盘车装置自动地与半联轴器齿圈脱开。(5) 汽机密封汽机密封可分为轴端密封和级内密封两种。轴端密封：高压缸和低压缸转子向外出口的地方采用轴端密封。终端密封能防止蒸汽沿高压缸轴的径向间隙泄漏，因为汽机在功率工况运行时高压缸内蒸汽压比大气压大很多。低压缸头几级所处压力也比大气压大，而最后几级处于负压。因此低压缸终端密封应防止空气渗至低压缸内部的可能泄漏。级内密封：为使沿汽机级旁边的蒸汽泄漏量降到最低值，采用隔板式和上箍环密封。其工作原理如下：进到喷咀中的总蒸汽量G和一部分G1y流经导流隔板式密封的轴环和轴之间的间隙1，不作功

33、。另一个部分蒸汽G2y流经工作时片根部的卸压孔（卸压孔用作减少作用于推力轴承上的轴向应力）。部分蒸汽G3y从箍圈上部泄漏也未用作有用功。为了减少转动部件和不转动部件之间的泄漏量，采用迷宫分级密封，其工作原理示于图2.1-6。带最小间隙1的环形轴2安在导流隔板和轴之间的间隙中，轴环将间隙划分成许多小室，蒸汽流经冠状物和轴之间，获得动能在轴环后面的膨胀室中吸收而消失。随着蒸汽的运动，蒸汽夺压力从开始的P1y减到最终压力P2y。因为冠状物和轴之间的间隙必须作成最小，则转子和定子的相对位移会导致卡住现象和使密封损坏。实际上，从运行条件出发1间隙在0.30.6mm范围内。既然最终压力P2y达不到大气压，

34、为了阻止蒸汽向外面逸出，在汽机中考虑有为从密封抽取蒸汽到专门喷射器（泵）的小室。图2.1-5 汽机级中泄漏图2.1-6 迷宫密封1、扇形密封 2、梳状物 3、轴 4、膨胀室2.2 田湾核电厂汽轮机简介K-1000-60-3000型汽轮机是列宁格勒金属工厂在长期设计、生产和运行的800-1200MW级高速汽轮机的经验基础上改进的，转速为每分钟3000转。该汽轮机基于制造厂的设计：转速为每分钟3000转；田湾核电站的汽轮机包含有4个双流低压缸、1个双流高压缸，从汽轮机机头至发电机依次为1号低压缸LPH1、2号低压缸LPH2、高压缸HPH、3号低压缸、4号低压缸。高、低压缸均为双层缸结构。高压缸与3

35、号低压缸间布置有盘车装置。高压转子靠2号低压缸侧采用径向止推轴承，其余所有轴承均为径向轴承。高压缸内对称布置有2×5级叶片，各个低压缸内也布置有2×5级叶片，低压缸内各级叶片顶端都安装有围带，并且最后二级叶片采用枞树形叶根，其余叶片均为T形叶根，倒数第二级叶片上装有一根拉筋，末级叶片装有二根拉筋。使用超长末级叶片。1200mm长末级叶片，采用先进的冶金和机械技术水平制造，并且其枞树型叶根固态研磨凝固环采用钛合金。目前，这种叶片是世界上运行的高速汽轮机中最长的，并且是众多汽轮机中唯一采用钛合金制造的。采用带有刚性连接的整体铸造转子，中间不开孔，重达235t的整体合金钢锭加工成

36、72t重的毛坯，这在汽轮机制造领域是史无先例的。用这种方法制造的转子与焊接型式的转子相比较，提高了运行的安全性，同时减少了生产制造中劳动力的消耗； 各级叶片均带有固体防磨带； 单独嵌入封套的叶片采用电子束焊接技术； 依靠防磨带产生的摩擦来实现叶片的减振，不包括安装在直通部件内必要的减振连接件。采用以上措施设计制造的叶片具有高振动可靠性，同时使汽轮机具有高内效率。各级抽汽管道均连接到高压缸缸体的下半部分，并且采用焊接连接，排除了用螺栓连接可能出现的某些泄漏和薄弱点，提高了汽轮机的可靠性，用于轴承润滑的合成抗燃油不仅使磨擦损失减低，而且采用0MTH型抗燃油或其它抗燃油极大地提高了防火的安全性。在高

37、压缸和低压缸前设有调节阀和截止阀。低压缸前的两个阀门用于防止汽轮机的超速，防止在事故工况，汽水分离再热器后的湿蒸汽进入汽轮机低压缸导致转子超速。为了防止汽轮部件的腐蚀，采取下列措施： 汽轮机高压缸、支架和隔板均采用不锈钢制造。高压缸及其相关部件采用不锈钢材料制造，从运行角度彻底解决发生狭缝腐蚀所造成的损害的问题。 除第一级之外，在高压缸每一级后部分蒸汽被抽出用于对给水进行加热。 在高压缸叶片的围带制成倾斜内表面，以提供稳定的薄层汽水流动。 在高压缸的末级叶片内有较高的焓降，增大轴间距，并实现汽水分离。 凝汽器按压力等级分成几部分。汽轮机安装在隔振的基础上。汽轮机辅助设备采用新的工艺方法： 汽水

38、分离再热器加热蒸汽的凝结水由靠主给水驱动的专用液压驱动泵打入给水管道内。这一设计使加热蒸汽凝结水的热焓得到最大的利用。 2号低压加热器采用混合式的加热器，保证凝结水充分加热。2.2.1 汽轮机技术特性 一回路蒸汽供应系统热功率,MW 3012汽轮机额定功率,MW 1060高压缸阀前新蒸汽的额定绝对压力,MPa 5.88汽轮机跳闸和高压缸关闭时的最大绝对压力, MPa 7.85高压缸阀前新蒸汽的额定温度, 274.3高压缸阀前新蒸汽的最大温度, 293.6高压缸阀前新蒸汽的额定干燥度(湿度,%) 0.995(0.5%)冷却水温度, 设计温度 18最大允许温度 33转速,转/分 3000辅助用汽量

39、,t/h 602.2.2 汽轮机设计特点、结构和质量特性1主要设计特性额定工况下的电功率(在一回路蒸汽供应系统热功率能力为3012MW),MW 1060新蒸汽额定流量(包括再热蒸汽流量), t/h 5880新蒸汽额定参数: 压力, Mpa 5.88 温度, 274.3湿度,% 0.5再热蒸汽参数: 压力, Mpa 0.55温度, 250冷却水设计温度, 18凝汽器蒸汽额定绝对压力,kPa 4.7至凝汽器的冷却水额定流量，t/h 170000除氧器蒸汽额定绝对压力，MPa 0.8给水温度， 218额定工况时总热耗量，kj/kWh 10190结构特性：汽轮机结构 2个低压缸+1个高压缸+2个低压缸

40、蒸汽分配 调整汽门汽轮机形式 高压缸为冲动式,低压缸为冲动式-反动式级数：高压缸 2*5低压缸 2*5汽轮机总级数 50末级叶片特性： 末级叶片长度，mm 1200材料， 钛根部直径，mm 1800端部面积，m2排汽端部总面积，m2 11.3高压转子 整体锻造低压转子 整体锻造汽轮机尺寸：长度（不包括发电机），m 51.8高度（从汽轮机房地面起），m 4.48重量特性：汽轮机重量（不包括凝汽器），t 2070 安装和运行中较重件的重量:低压转子，t 82.0低压缸的上半部分，t 74.0高压转子，t 35.0最大运输重量，t 88.02.4 核电厂汽轮机的特点一.新蒸汽参数低,且多用饱和蒸汽对

41、于压水堆核电厂来说，二回路新蒸汽参数取决于一回路的温度，而一回路温度又取决于一回路压力。提高一回路压力将使得反应堆压力壳的结构及其安全保证措施复杂化。尤其是当反应堆压力壳尺寸很大时更为复杂。因此，压水堆核电厂汽轮机的新蒸汽压力应按照反应堆压力壳计算的极限压力和温度选取，一般不超过6080bar的饱和蒸汽。二.理想焓降小，容积流量大一般饱和蒸汽汽轮机的理想焓降比高参数火电厂汽轮机的理想焓降约小一半。因此，在同等功率下核电厂汽轮机的容积流量比高参数火电厂汽轮机约大60-90%。由于这一点使核电厂汽轮机在结构上有以下特点： 进汽机构的尺寸增大（包括管路） 功率大于500-800MW的汽轮机高压缸做成

42、双分流的； 由于叶片高度大，所以前面的几级叶片沿叶高已做成变截面的； 调节级的叶片高度大，所以叶片中弯曲压力大，因此采用部分进汽困难，也就是不容易采用喷嘴配汽。三.汽轮机中积聚的水份多，容易使汽轮机组产生超速如同火电厂中的中间再热式汽轮机一样，核电厂汽轮机各缸之间也有大量蒸汽和延伸管道，所以在甩负荷时会使转子升速。另外，在使用湿蒸汽的汽轮机中，还要增添在转子表面、汽机停止部件上和汽水分离器及其它部件上已凝结成水分的再沸腾和汽化而引起的加速作用。计算和经验证明，由于这一原因，在甩负荷时，水膜汽化可使机组转速增长15-25%。为了减少核电厂汽轮机转速飞升，可采取以下措施： 在汽水分离再热器后蒸汽进

43、入低压缸之前的管道上装设专用的截止阀； 缩小高低压缸之间的管道尺寸，即提高分缸压力，将分离器和再热器联在一起； 完善汽轮机疏水系统设计。第三章 二回路蒸汽系统3.1主蒸汽系统 LBALBU3.1.1系统功能该系统既具有正常运行的功能，也具有安全的功能。1.正常运行功能：1) 从蒸汽发生器向汽轮机供应新蒸汽；2) 当机组突然甩负荷时，通过汽机旁路将蒸汽排放到凝汽器中，使蒸汽在凝汽器中得到冷凝；3) 在正常运行时，给汽水分离再热系统提供加热蒸汽；4) 在机组启动过程中为厂用蒸汽集流管提供蒸汽；5) 当机组进行冷却或机组处于热停堆状态时，把蒸汽排放到凝汽器中。2.安全功能：当机组进行事故冷却的时候，

44、把蒸汽排放到大气中；当主蒸汽管道破裂时，用主蒸汽隔离阀将主蒸汽管道与蒸汽发生器隔开；保护蒸汽发生器，避免发生超压。3.1.2功能要求主蒸汽系统的设计满足如下要求：Ø 在机组从满负荷一直到厂用蒸汽负荷这个范围内，均可满足从蒸汽发生器向汽轮机供汽；Ø 在非常运行工况以及事故工况下，主蒸汽系统都应能保证蒸汽发生器避免发生超压；Ø 在所有事故工况下，当要求大气排放阀投入工作后，主蒸汽系统要保证导出堆芯剩余释热，冷却反应堆装置，直到一回路余热导出系统JNA可以投入工作为止；Ø 当出现全厂断电，或出现非正常运行工况，且禁止将蒸汽排到凝汽器里时，主蒸汽系统在大气排放阀

45、的帮助下，要保证将机组保持在热备用状态，以及冷却反应堆装置到一回路的温度为150为止；Ø 保证反应堆额定冷却速度：30/h；事故冷却速度：60/h；在自然循环冷却时的速度为：15/h；Ø 在与一回路可补偿泄漏或二回路管道破裂相关的事故工况下，主蒸汽系统要保证导出剩余释热，并且将反应堆冷却到一回路的温度为150为止；Ø 在非正常运行工况，并且禁止汽机旁路工作时，大气排放阀的流量要能保证安全阀不打开；Ø 蒸汽发生器的安全阀设计时，要考虑到汽水混合物以及只是水的工作方式。3.1.3系统描述每台机组配有四台蒸汽发生器，从每台蒸汽发生器顶部引出一根主蒸汽管道。主汽

46、压力6.27MPa ，沿着4 根Dn600 的管道进入汽轮机高压缸，每根管道上安装有关断阀及调节阀。为了均衡汽轮机进气压力，在进入汽轮机之前的主蒸汽管道之间设有连通管，通过连通管向辅助用汽供汽、汽轮机旁路管道及汽水分离再热器用汽管道供汽。为了确保主蒸汽系统及排大气系统安全可靠地运行，在蒸汽发生器出口管道上设有主汽阀组，它由一个快速关断阀，两个安全阀，大气释放阀和隔离阀组成。主蒸汽阀组安装在水平管道上。(1)主蒸汽系统的主要参数为：蒸汽发生器出口蒸汽压力 6.27Mpa蒸汽发生器出口蒸汽温度 279主汽门前的蒸汽压力 5.88 Mpa主汽门前的蒸汽温度 274.3单台蒸汽发生器的产汽量 1470

47、t/h (2)该系统具有超压保护的功能，避免蒸汽发生器发生超压事件。 第一级保护：汽机旁排系统（MAN）。该系统将蒸汽经汽机旁路排入凝汽器中，最大排放能力为蒸汽发生器60%的产量； 第二级保护：大气排放阀(-)，将蒸汽排放到大气中； 第三级保护：安全阀。每个蒸汽发生器装有两个2×100容量的安全阀。(3)主蒸汽系统的部分管道布置在安全壳内；另有一部分（管道、主蒸汽阀组、截止阀）布置在蒸汽间内；主蒸汽集管以及向汽机供汽的管道布置在汽机厂房内。3.1.4系统设备主蒸汽系统由以下设备组成：1.主蒸汽阀组；（见下图） 主蒸汽阀组由以下部分组成：安全阀：LBA10（20,30,40）AA401

48、，402；大气排放阀：LBU10（20,30,40）AA201；截止阀：LBU10（20,30,40）AA101；快速截止阀（）：LBA10（20,30,40）AA501。安全阀LBA10（20,30,40）AA401，402；安全阀的作用是使蒸汽发生器在事故情况下得到超压保护。每个蒸汽发生器装有两个安全阀监测安全阀及工作安全阀（2×100容量）。监测安全阀的开启压力 8.23Mpa工作安全阀的开启压力 8.43Mpa以上两阀的关闭压力 6.86Mpa大气排放阀LBU10(20,30,40)AA201；大气排放阀是为了在机组突然甩负荷或全厂断电的时候，将蒸汽排放到大气中，以避免安全阀

49、动作；在偏离正常运行工况或事故工况下通过大气排放阀动作将蒸汽排到大气中，是为了导出余热、冷却反应堆装置。大气排放阀-的数量 4个（每个蒸汽发生器一个）；截止阀(LBU10AA101)的数量 4个（每个蒸汽发生器一个）；截止阀(LBU10AA101)的开启压力 7.154Mpa截止阀(LBU10AA101)的关闭压力 6.272Mpa全开时大气排放阀-的流量 900t/h调节特性 线性关闭、开启截止阀(LBU10AA101)时间 不超过5秒大气排放阀-全部行程的时间 25秒快速截止阀（/MSIV）LBA10（20,30,40）AA501；快速截止阀是为了在主蒸汽管道破裂事故工况下、在一回路向二回路存在泄漏的事故工况下，把相对应的蒸汽发生器与主蒸汽集流管隔开。 开启时间 没有限定 关闭时间 不超过5秒2.隔离阀LBA10,20,30,40AA102；隔离阀位于快速截止阀之后，在快速截止阀（）LBA10（20,30,40）AA501出现故障而不能关闭的情况下把故障蒸汽发生器和主蒸汽集流管隔开。 3.主蒸汽集流管；为了平衡汽轮机进汽压力，在进入汽轮机之前的主蒸汽管道之间设置了主蒸汽集流管，通过主蒸汽集流管向厂用汽